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欧阳明高:新燃料车子与氢能能源电池——怎样看、怎样干?

2021-4-15 14:28| 发布者: wdb| 查看: 152| 评论: 0|原作者: [db:作者]|来自: [db:来源]

摘要: 氢能,全世界燃料可持续进行转行的最重要的路径之一;张家口,全中国独一的国度级可再生燃料示范区,具备进行氢能资产得天独厚的资源优势。2019年6月12日,氢能张家口建造规划发表会暨UNDP授牌仪式、氢能资产名目签约 ...

  氢能,全世界燃料可持续进行转行的最重要的路径之一;张家口,全中国独一的国度级可再生燃料示范区,具备进行氢能资产得天独厚的资源优势。2019年6月12日,氢能张家口建造规划发表会暨UNDP授牌仪式、氢能资产名目签约运动在京举办。发表会时期,中科院院士、张家口氢能与可再生燃料探讨院首席科学家欧阳明高发表演讲,之下为演讲内容实录:

中科院院士、张家口氢能与可再生燃料探讨院首席科学家欧阳明高

  尊敬的回书记,各位来宾,大伙上午好!十分高兴参与氢能张家口建造规划发表会暨UNDP授牌仪式氢能资产名目签约会,这是咱很少参与的名目签约会和发表会,十分荣幸。

  大伙都晓得,最近氢能十分热,咱想从大的背景和咱的探讨经验谈三点观点:第一丝,为何咱们要搞新燃料车子和新燃料。第二点,推荐一下咱们清华团队在这方面的事业。第三点,也是最要紧的一丝,咱们为何抉择张家口来做氢能能源电池。

  第一丝,对新燃料车子和新燃料进行的全体观点。

  从全世界看,为何要搞新燃料车子和新燃料?好多人仍是不了解的,甚而是有不同观点的。借此机会咱想解释一下咱们为何要搞新燃料车子和新燃料。

  从燃料的交通进行趋向看,全世界有三个趋向:第一种,电动化;第二个,低碳化;第三个,智能化。从电动化的方位,大伙晓得,咱们有油电混合能源电动车子、纯电动车子、氢能能源电池电动车子,三种都隶属电动化。

  电动化是能源的革命,也不是燃料源头的革命。能源电动化革命应当说日前进行是很可以的,况且技艺在一步步趋于老练,例如纯电动车锂离子电池应当说是百年来电池技艺的革命,由于他在十年内功能提升2倍以上、本钱下降80%以上,这便是一场革命。咱们华夏是抓住了这种机缘,假如无这种电池的革命,咱们今日的新燃料车子不可能是这样大范围推广。大伙此刻看外面,在北京20%的车都曾经是纯电动车子了。

  此外一种很要紧的,自然便是氢能能源电池,能源电池技艺尤其是车用质子交换膜能源电池技艺,也取得了革命性的突破和进展。大伙很熟悉的自然便是丰田的能源电池技艺,咱信任在往后五年左右,能源电池技艺根本上会趋于老练。

  另有一个便是油电混合能源,咱们也是不行忽视的,也将来会在市场上占据要紧位子,还不是说汽油车马上就无了,他会以混合能源的方式在差不多长的时间内持续进行下来。

  从能源革命来说,咱们说三种谁好谁不好?真的也不好找太多理由出去,由于从效能的方位,这三种车都相当,假如从全寿命周期效能来说,混合能源车子的效能、能源电池车子的效能和纯电动车子的效能,本来不容易分出高下。有时刻会讲氢能能源电池效能最高,那是鉴于以天然气为燃料源头,这样算下去它的效能便是高的。可是假如咱们换一个,假如咱们把天然气换成汽柴油确信就非是了。是以实质这三种电动化所相配的燃料,也便是能源,都有寻到本人的最好组合,全能够最终达到一种相互之中根本相当的成果,是以咱们是不容易比出去的。

  要想把它比出去咱们就要谈到第二化,那便是燃料低碳化。所谓低碳化的趋向,便是要减排二氧化碳,二氧化碳减排的方位咱们就不得不提到可再生燃料,便是咱们风能、太阳能等,尤其是光伏的进行,应当说是一场革命。大伙晓得,此刻光伏效能根本上都突破20%,下一代技艺是朝30%进军,发电的本钱也与煤电不相上下了。光伏不但仅是聚集式光伏,还可行是分布式光伏,此刻分布式光伏本来进行的速度比聚集式光伏要来临更快。咱们华夏是光伏的全球最大国,70%的产能全在华夏,这是华夏的优势。是以,可再生燃料华夏进行在全世界处于一种很前列的位子。在低碳化方面,华夏政府向全球承诺,华夏抉择低碳进行公路,是以总书记专门提议了燃料制造与花费革命的策略思想,咱想此中很要紧的一丝便是要燃料的低碳化。假如咱们把能源电动化与燃料低碳化联合的话,那咱们就可以比出高低。由于唯有配可再生燃料,你才有可能实现真实的低碳或许近零碳释放。

  在这种前提下咱们就可以发觉,锂离子电池、能源电池配可再生燃料的时刻优势凸显。这当中,纯电动车子可能是更符合分布式可再生燃料,尤其是咱们锂离子储能电池跟分布式光伏,咱私人以为是一种绝佳的搭配,在未来进行的体积十分大。

  此外一块,便是聚集式可再生燃料,例如说此刻青海,可再生燃料曾经可行提供全青海的发电量。咱们好多可再生燃料基地都建在内蒙、青海这一带,包括咱们张家口,这一带为何符合建它呢?由于它光照时间长,比较咱们东面来说,它发电时间长、本钱更低,自然有输送的难题。关于这点可再生燃料聚集式基地,咱们要用锂离子电池来库存其实不是一种最好抉择,比较以下,把它变成氢气是一种全世界认同的最重要的的可再生燃料库存伎俩,尽管有好多储能伎俩,可是比较以下氢能是各方面相比具备优势的。

  是以,可再生燃料跟锂离子电池和氢能能源电池相联合有两种门径:分布式的储能咱们须要锂离子电池和纯电动车子;聚集式、长周期、大范围的储能,咱们须要氢能及能源电池。是以这样咱们车子能源跟燃料就连成了一种紧密的匹配,可行实现咱们的燃料低碳化,这是对于低碳化的趋向,这是为何咱们要搞新燃料车子。

  另有一种此刻十分热的趋向便是智能化,智能化本来一种很大的革命、更广大的一场革命,大伙晓得人力智能、大数据、互联网等等,是席卷全世界的,各行各业都会。跟咱们相干的,例如说自动驾驭,例如产业4.0,自然也包括咱们的智慧燃料、燃料互联网等等。假如咱们再联系到咱们的车,将来关于分布式的光伏和电动车子,最佳的前景便是会造成所谓的搬动燃料互联网。咱们此刻电话是一种搬动的消息互联网,将来咱们的车子也变成下一种庞大的末端,跟电话是十足一样的,大伙晓得最近华为要映入车子范畴,一种方面是5G的进行给智能车子提升网站根基设备支撑,此外一方面是智能电话全部的东西都会在车子上全角度运用,况且车子是一种零部件更多、产值很大、愈加概括的体系。是以将来的车子有可能就隶属ICT产业了,由于ICT变成了车子的焦点。是以全世界车子产业正好盛行所谓未来外出“新四化”电动化、智能化、网联化、共享化,但此中的网联化和共享化日前只重申了消息革命,无重申燃料革命。假如咱们的全部的电动小汽车只需停下去都接过智能电网或许由微网构成的燃料互联网上的话,那末咱们储能的范围将是没有比庞大的,2030年以后,咱们全个新燃料车子保有量要超越1亿辆,车载电池总的能量将来会超越60亿度,这是相当大的一种数字。

  是以,经过智能化,能把咱们的燃料、交通、消息全角度的整合,也便是未来咱们的社会将来会是绿色、低碳、智能化的社会,全个经济将来会全角度的转行进级。咱们要在这种大背景下去谈咱们的氢能能源电池。大伙会讲这种很远,实质咱们最近正好做《新燃料车子2035规划》,按咱私人对“2035”根本的判断,“2035”包括咱们混合能源车子、纯电动车子、能源电动车子在内根本上会占到一律的主体,90%以上,自然包涵了油电混合。咱们的智能化,例如说咱们具备各式自动驾驭功效的车子,也将来会是全角度的。自然也包括咱们燃料的低碳化,也会是占到主体。由于国度发改委推出的燃料规划,到2030年,咱们非化石燃料装机就会到达50%,2035年将占装机量主体。2030装机量达到50%,可是发电量不会,咱想2035发电量也会到50%,这是一种宏伟指标,但非是遥不可及的指标。

  咱们必需在这种大背景下看氢能,在这种大背景下定位咱们的氢能,氢能是甚么呢?氢能便是未来在可再生燃料背景下的两个最重要的燃料载体之一,一种是电,一种便是氢,自然咱信任电必定仍是主体,氢不可能超越电。此刻咱们谈氢能,有时会把把氢能跟汽油、天然气、煤炭放到一块,咱感觉非是这样,由于氢能不过一种燃料的载体,是两次燃料,非是一次燃料。

  这种前提下,咱们来看氢能源电池日前进行咱们的机缘和挑战是甚么。咱刚才说了,在大背景下咱们能见到氢能的机缘,咱最近正好主办做氢能能源电池车子的路线图,咱们2016年曾经发表了第一版,也是咱主办的。咱们提议力争2030年氢能能源电池车子的总保有量达到100万,加氢站1000座,这是2016年,在当前的氢能热潮下这种数字是非是太差了?咱以为这种不算低。 可是,氢能不行仅仅从车的方位看,更不行仅仅从小汽车的方位看,假如咱们仅仅从小汽车的方位来看氢能,这种故事是不容易讲圆的。咱们必需从燃料的方位,重新燃料的方位,从可再生燃料进行的方位,来看待氢能,来看待它更宽广的利用,不但仅是车,尤其不但仅是小汽车,在车内头可能更多的是营运车,大伙想想营运车100万辆是十分大的。咱私人判断锂离子电池能源体系更多的是替代石油机,氢能源电池能源体系更多的是替代柴油机。因而除了车子之外,咱们另有其它的,轮船、飞机、潜艇、火车等等皆是须要的,自然另有发电,另有作业机械,是以它的范畴是很广的,咱们不行聚集在小汽车上,认为这种马上就会把纯电动小汽车悉数取代,咱以为这是适中可能的,咱们应当从更宽广的视野来看待氢能能源电池。

  对于氢能,咱们此刻碰到的挑战是甚么呢?能源电池咱刚才说了,难题适中,技艺将来会老练。氢源咱以为难题还不大,日前经济可以的氢源可行来源1000亿度的弃风弃光弃水,另有800万吨的副产氢,氢源无难题。那末挑战在哪里?在氢的储运,包括车载库存和车下的储运。找一种经济、高效、可以的储运形式,这是咱们日前的要害。最近咱们搞氢能能源电池车子路线图,咱们里面开了好多研讨会,便是行家层次也是很纠结。咱们好多行家说氢看上去甚么都好,是的,乍一看氢真的甚么都好。可是氢能,你去做氢气的时刻就会碰到好多难题,由于它太轻了,技艺的难度是相比大的。咱们的氢能科技应当说日前是滞后于能源电池的,咱们此刻运用的氢能工艺根本上皆是50年至100年从前发明的,新的氢能科技,还无十足能够成为咱们主流的大范围推广的利用技艺。自然咱们有好多新的根基探讨效果,比方刚才说咱们光催化制氢等,可是还须要进一步的工程化、实用化、商业化。

  日前车载储运主流技艺是海外从能源电池小汽车进行中优选出去的高压气氢,便是70兆帕四型高压储氢瓶,这是全世界公认的主流车载储氢技艺。四型瓶相对三型瓶来说本钱可行下调30%,况且全世界的准则法则都围绕这种方向制订了,可是,华夏日前无这方面的老练产物和相干准则法则。中长久看,面向2030年,尤其是针对长途营运车咱们要进行液态储氢或许中压深冷气氢。至于车下的储运,此刻有固态的、液态的、气态的三种。固态的不谈了,日前无寻到主流的固态储运技艺。液态,氢液化,是咱们要进行的,可是近期咱们可能还不容易大范围的依赖,这是咱们要进行的,面向2030年咱们要进行的。

  咱们近期主流的仍是气态,气态的难题是,储氢密度偏低,咱们此刻采纳的是20兆帕的储氢瓶,海外曾经进行了50兆帕、100兆帕,尤其是100兆帕,100兆帕的储氢瓶到加氢站干脆就能往70兆帕氢瓶加注。可是这种技艺日前国家内部也不具有,由于这对准则、平安方方面面提议了很高请求。为何国度迟迟不给四型瓶的出台准则?第一,咱们无老练产物,第二,对平安的检验估价也不到位。咱们在这方面须要开放创新、整合全世界资源,构建华夏相干资产链,这样才有可能解决咱们氢能全资产链的一种当中阻碍,这是对于氢能的。

  第二点,对于清华大学咱的团队做的事业,咱们根本上在刚才说的理念以下做几件事宜。例如说,关于纯电动车子,有甚么难题呢?唯有一种难题,便是电池的平安性,其它的难题根本上都解决了或许很快会解决。咱们担忧的续驶路程、充电都非是很大难题。咱们此刻很需要解决的,便是高比能量锂离子电池的平安性,咱非是说全部电池都不平安,是电池比能量越高对平安请求、技艺的请求越高。咱们做磷酸铁锂电池很平安,钛酸锂电池也很平安,可是你做到三元811,比能量做到300瓦时/公斤,这种时刻平安的技艺请求就很高了,是以咱们须要把这种技艺攻破。咱在这边说平安,非是说纯电池由于平安就搞不下来了,一律非是,一切的难题都须要科技来解决,咱们在全角度的做这种事宜。咱们构建了清华大学电池平安实验室,咱的弟子大概70%以上的人全在做电池平安性相干的探讨,咱们期望经过三五年的努力能够从技艺上根本解决这种难题,

  此外一块混合能源,最重要的是电控技艺,是以咱们有相当大一方面是做内燃机混合能源的电控体系。

  第三方面,便是咱们氢能能源电池。氢能能源电池咱们也做了挨近二十年,大伙晓得本年丰田刚刚跟咱们成立了丰田-清华氢能能源电池探讨中心,应当说丰田此刻对咱们是十分开放的,咱们跟他的结合实验室,他的实验室数据是可行干脆给咱们的,咱们做建模,他干脆给咱们数据,这是前所未有的开放。自然这点最重要的是偏根基前沿的探讨事业。至于技艺创新方面,日前咱们清华团队的氢能源电池体系探讨跟亿华通,自然包括上海神力由于也是亿华通体制的,包括新成立的膜电极企业,是紧密联合在一同的。由于氢能源电池,假如不过弟子在学校做研发是不容易的,跟能源电池不一样。对锂离子电池,咱叫弟子独立做探讨是可行了,由于实验相对容易、实验数据可靠,能源电池则否则,能源电池里头涉及的参数太多,你要把一种试验数据做可靠,就须要全角度的设施,十分多的相干效劳人士匹配,是以咱们这块跟亿华通企业是密不可分的。在资产化利用方面,一种要点就放到张家口。说到这儿咱就要讲讲张家口,由于氢能这件事把咱们跟张家口联系起来,本来是咱们培养的公司先去了张家口,在那儿建了启动机厂、建了制氢厂,接下来咱们再去的。

  为何抉择张家口?咱想有那么几个原因。第一种,张家口是华夏独一的可再生燃料国度示范区,这是独一的。刚才前面咱讲了,为何要搞氢能?是由于新燃料、是由于可再生燃料,是以咱必需在可再生燃料的大背景下去考量氢能能源电池,是以咱们确信要抉择张家口,由于是独一的示范区。况且咱刚才讲到的,咱说锂离子电池储能,另有光伏,皆是张家口的强项,况且咱很需要把锂离子电池、能源电池包括咱此刻曾经最初的光伏,集成起来,张家口是最佳的,咱信任大伙会认同。

  此外,张家口是氢能能源电池示范推广的绝佳基地。第一,大伙晓得冬奥会,咱们围绕冬奥会正好结合丰田、北汽福田,将要做2000多辆能源电池大大巴车。大伙晓得前段时间网上曾经发出去一张照片,在能源电池启动机上同一时间打了亿华通和丰田两个标,这是咱们跟丰田合作的一种大名目。为何冬奥会那么要紧?由于冬奥会是树立张家口氢能与可再生燃料品牌的一种绝佳的机会,可再生燃料和氢能不行有限在华夏,必需站在全世界的视野来考量,而冬奥会提供了绝佳的机缘,这也是为何咱们去。第二,另有一种优势,这是北方地域,冬季温度低。大伙晓得咱们此刻纯电动车子东北是很少的,为何?由于锂离子电池碰到低温是有短板的,电池功能下调同一时间供暖耗能高。为何不跑到南方去搞氢能能源电池呢?由于在那个位置氢能能源电池跟纯电动竞争的时刻,温度适宜锂离子电池,二三十度是锂离子电池十分没有问题运用工况。是以咱们抉择了张家口,是经过这种,便是说在能源电池推广的初期可能是冷的位置比较纯电动更有竞争优势,供暖用能源电池废热就能了。

  此外一种方位,资产链整合和科技资源的整合方面。科技资源,咱刚刚说了氢能能源电池还须要氢能科技的突破,还须要制订法则准则,还须要有繁杂的检验。氢能能源电池包括能源电池自身,以及氢瓶等等,这都须要十分繁杂的检验,这须要相当大范围的设施投入,另有氢的供给等等。是以张家口提供了一种十分没有问题测试、探讨、制订国度准则的基地,况且离北京近,马上张家口通完高铁以后,一种小时到张家口,北京跟张家口全角度联系,咱们可行把全个氢能相干的科技资源聚集到张家口。假如在北京搞一种氢能源电池检验中心,那氢源便是难题,是以咱们抉择张家口一种原因便是,科技资源的整合,全世界科技资源的整合。咱们本来有个小小的野心,是要在那儿建国度的探讨、测试、评价、示范概括平台。由于从国度方位来看,须要,无这样的基地氢能假如遍地开花,很简单出状况。咱们此刻的氢瓶,国家内部的三型瓶的生命,充氢、放氢的重复次数,7500次—12000次不等,怎样用?大伙晓得高压容器检验很繁杂的,咱们必需发展制造一次性评价。自然,咱们也期望把储能电池的测试、光伏的测试、风机的测试等等放在一块,为何那么做呢?咱们学习了美国的做法,美国家所有一种可再生燃料与国度检验基地,他是把全部东西都放到内部了,由于相互之中是要耦合的。例如电动车,锂离子电池、光伏自身就组成大体系。大伙晓得此刻特斯拉,他既卖电动车,也卖房顶的光伏、也卖锂离子的储能墙、再卖一种超等充电桩,是成套的,咱们要把试验基地合起来建。

  另有一种,氢能能源电池资产链的整合。自然这方面事业最重要的非是咱的团队做,咱们另有清华产业探讨院,它们专门成立了一种基金,在整合全世界的氢能能源电池资产链,例如咱刚刚说的储氢瓶,这是它们正好促成的事宜,由于咱们须要全世界资源的整合,氢能是要全世界一同努力的,咱们的指标是期望以张家口为一种点,在国家内部以点带面,在全世界打响氢能张家口的品牌。

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